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南京港板桥港区弘阳码头扩建工程设计

摘  要

随着南京港板桥港区建设的迅速发展以及弘阳码头业务的不断开拓，弘阳码头过船港区原有的通过能力已无法满足货运要求，预计在两年内码头的吞吐能力缺口为69万TEU。因此，现亟需在板桥港区扩建一座5千吨级集装箱码头，与原有3千吨级码头总年货运量130万TEU。

码头建设工程地处美丽的长江黄金水道之滨，南京三桥上游，紧邻绕城公路和南京板桥汽渡。拟建码头江面开阔，岸线稳定，具备建设码头工程的基本条件。

设计内容包括码头的平面布置、码头结构的初步设计以及指定构件的技术设计。

本次码头结构形式选用高桩梁板式结构。对于码头结构的初步设计，进行两个方案的比选，分别确定两个不同方案的主要构件尺寸，对两个方案进行全面的技术经济分析，选出来合适的码头结构，保证码头结构在施工期和试用期的整体稳定性。

指定构件的技术设计包括对码头面板和横梁的内力分析以及配筋计算。最后对正常使用极限状态进行内力验算。

关键词：南京港；板桥港区；5千吨级多用途码头；高桩梁板式结构；

 

目录

摘  要 6

ABSTRACT 7

第一章 设计条件和依据 8

1.1 设计任务 8

(1) 资料分析 8

(2) 码头的平面布置 8

(3) 码头结构的初步设计 8

(4) 指定构件的技术设计 8

1.2 设计依据 8

1.3 设计条件分析 9

1.3.1设计需求 9

1.3.2自然条件 10

1.4 货运量及船型 18

1.4.1 货运量 18

1.4.2 设计船型 19

1.5 材料供应及施工条件 19

第二章 总体设计 20

2.1 泊位数计算与泊位年通过能力确定 20

2.2 设计主尺度 22

2.2.1平面尺度 22

2.2.2 竖向尺度 23

2.3 装卸工艺 28

2.3.1集装箱码头的装卸工艺原则 28

2.3.2装卸工艺机械设备选型 28

2.3.2装卸工艺机械设备数量 32

2.4 主要设施规模确定 37

2.4.1 库场、堆场容量 37

2.4.2 拆装箱库容量 39

2.4.4 码头大门车道数 40

2.5总平面布置 41

（1）布置原则 41

（2）前方作业地带布置 41

（3）道路布置 41

（4）堆场布置 42

（5）拆装箱库布置 42

（6）生产、生活辅助设施布置 42

第三章 码头结构初步设计 44

3.1 码头结构主要荷载 44

3.1.1永久作用 44

3.1.2可变作用 44

3.2 结构选型及分段长度确定 45

3.2.1 结构形式选择 45

3.2.2结构分段长度 46

3.3 前方桩台结构方案一 47

3.3.1方案说明 47

3.3.2面板基本情况 47

3.3.3面板荷载计算 48

3.3.6横梁设计 61

3.3.7船舶荷载计算 62

3.3.8桩力计算和桩长确定 67

3.4后方桩台 74

3.4.1 后方桩台基本尺寸 74

3.5.2后方桩台面板设计 74

3.5.3面板荷载计算 75

3.5.4面板截面抗裂验算 80

3.5.5 后方桩台横梁设计 81

3.5.6后方桩台横梁尺寸验算 82

3.5.7后方桩台桩力及桩长计算 85

3.6 引桥设计 87

3.7 前方桩台方案选取 88

3.7.1 工程造价计算 88

3.7.2方案比选 90

 

第一章设计条件和依据

1.1 设计任务

    本工程设计任务主要包括：

(1)资料分析

要求熟悉以上设计资料的主要特点，明确它们对设计的影响。了解如何确定有关计算数据，然后进行概括而系统地整理。

(2)码头的平面布置

根据码头的使用要求，选用一种合理的码头装卸作业线的工艺图式，针对进口和出口的不同货种分别计算库场面积，并考虑道路和铁路布置，从而拟定码头的主要尺度。然后，选定码头的前沿线和中心线的平面位置，并确定码头的总平面布置。一般应通过不同方案的优缺点比较，来选择较好的码头平面布置。

码头结构的初步设计

(3)码头结构的初步设计

选择比较合理的一种码头结构型式，拟定1～2个方案，分别确定各主要构件的尺寸，码头的工程量和三材用量及码头工程的概算)，对方案进行全面的技术经济比较。所选用的码头结构方案，应适应于码头的具体条件，充分反应施工特点，吸取先进经验，比较经济合理，又能保证码头在施工中和使用期的整体稳定性(包括岸坡)。

(4)指定构件的技术设计

在初步设计的基础上，对采用方案的指定构件，进行技术设计。要求对各种荷载下的结构内力进行电算，同时，用手算核对其中一种情况的结构内力，并以此进行配筋计算。经过较严格的计算和细部考虑后，设计出的指定构件应满足限制裂缝宽度的要求，并能有足够的强度和刚度，既较为经济合理，又能付诸施工。

 

（1）工程量方面：方案二相对于方案一来说增设8根直桩，但是由于方案二桩径相对于方案一减小100mm，最后计算确定方案二的桩基混凝土用量少于方案一。并且方案二由于桩基直径减小，桩帽的尺寸也相应的减小，桩帽的混凝土浇筑量相对于方案一减少。其他工程量相同的情况下，方案二的总工程量要少于方案一。

（2）造价方面：方案二虽然相对于方案一总工程量减少，现浇混凝土的工程量也减少，最后使方案二的每段造价相对于方案一每段造价减少近5万元。所以在造价方面前方桩台结构方案二比方案一经济。

（3）受力方面：由于陆侧边纵梁处具有较大的竖向荷载，并且方案一横梁陆侧一端为悬臂状态。方案二相对于方案一在陆侧边纵梁下设桩基，从而减小了叉桩支座处的负弯矩增加了横梁结构的安全可靠性。同时也减少了横梁陆侧一端的负弯矩和挠度，使横梁陆侧一跨更加安全，在横梁技术设计中可以减少此跨的配筋量从而降低了钢筋用量。

综上所述，无论从工程量方面、造价方面、还是从横梁受力角度考虑，方案二相对于方案一都更加经济合理。所以选择结构方案二作为设计方案。